高伟
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摘要：二十一世纪，伴随着我国社会的经济在不断提高，在建筑工程的发展过程中，预制装配式钢结构能够满足当前国家对建筑行业提出的可持续发展要求，得到广泛应用。通过对预制装配式钢结构建筑在实际建筑施工中的应用优势进行全面分析，从建筑整体框架设计、建筑结构设计和防火设计三方面对设计过程中存在的相关问题进行研究，提升预制桩配置钢结构的利用价值，为实现建筑行业可持续发展提供帮助。
关键词：预制装配式；钢结构；建筑设计
引言
预制装配式建筑是指建筑施工过程中所使用的部分或全部构件均在工厂生产完成，而后借助相应的运输方式送到施工现场，最后将零散的构件组装起来开展施工的建筑施工方式。与以往的现场施工相比，预制装配式建筑的优势更加显著，尤其是工程进度快、施工方便及对周围环境影响小的特点让其在建筑行业施工中得到了广泛应用。随着近年来城市化进程的加快，预制装配式建筑得到了新的发展契机。更为重要的一点是，预制装配式建筑具有很强的环保性，完全符合我国当前绿色可持续发展理念，因而可以得到国家的充分认可与推广。但预制装配式建筑是一种根据施工需求预先生产预制件的施工方法，比如需要预先制作混凝土结构和钢结构，而后将其运输至施工现场，若设计环节存在误差即会导致整个施工质量受到影响，严重时出现预制件结构错位和无法安装的问题。因此，为充分确保预制装配式建筑的施工质量，需要给予设计工作充分的重视，严格把控设计要点，以此保证和提升设计质量。
1预制装配式建筑设计的特点
我国传统的建筑设计工程的进行，主要以现场施工为主体，由此施工效率低、施工材料损耗多、建筑垃圾多等问题。而预制装配式建筑的设计，则可以有效避免这一问题，既可以降低现场施工的施工强度、缩短施工周期，又可以减少建筑垃圾的产生，减少施工材料的浪费。表现出了以下4方面的特点：首先，预制装配式建筑的设计在传统设计流程的基础上，增加了2个设计任务：（1）预制构件加工图设计任务；（2）前期技术策划设计任务。这2个设计任务的增加，显著提升了预制装配式建筑设计流程的全面性与精细性。其次，预制装配式建筑的设计采用的是模块化的设计方式。这种方式可以将建筑、部品以及构件进行统一化处理，提升预制装配式建筑的标准性。再次，预制装配式建筑的设计需要与各构件厂家进行有效的配合，保证建筑主体结构、预制构件等施工组织的一体化效果。最后，预制装配式的设计是相应构配件生产的依据，可以在不改变装配条件的基础上，丰富预制装配件的施工方案，进而降低建筑单位的投资成本。
2预制装配式钢结构建筑设计的相关问题研究
2.1建筑整体框架设计
对预制装配式钢结构建筑整体框架进行设计时，应考虑施工建筑的功能及项目对其提出的实际设计要求，在满足建筑功能完善、具备市场经济效益、美观度高的前提下，考虑主体建筑整体结构与各机电设备安装工程的集成，保证预制装配式钢结构在工厂化生产中进行统一、协调安装。建筑整体框架设计主要包括建筑平面、建筑外墙、门窗安装节点、小金属构件、细节构造等。首先，建筑结构中竖向承重构件主要为墙与各个支柱的上下连接，建筑中的门窗洞口结构，应保证其整体的排列与布局符合建筑设计图纸的要求，平面的位置与几何尺寸应在制作前充分考虑其受力与预制构件的相关设计要求。其次，建筑设计时外墙应满足外立面的多样化、整体建筑结构的美观化等要求。内外墙的接缝处位置应满足防水、防火、隔声和保温的要求，接缝处应采用防水型材料及结构进行设计。
再次，对预制装配式内外墙板结构进行设计时，应对几何尺寸提出更高的要求，选用无门窗副框的安装方式完成对门窗的安装。在制作门窗结构时，应直接将门窗与预制墙板结构进行相互连接，从建筑的整体构造上解决可能出现的渗水问题。最后，对小型金属构件进行设计时，应考虑预埋件的确定位置精度是否符合要求、在后续安装的过程中是否会与其他构件间产生冲突、锚固结构的长度是否符合要求等问题。小型金属构件主要包括空调挡板、室内外栏杆、装饰结构等。除此之外，应对建筑整体框架中的各个细节构造进行深化设计，充分考虑接缝、防水、防渗等问题，结合上述建筑框架中的结构，综合分析其连接方式，将其组成统一的建筑结构整体。
2.2预制装配式剪力墙结构体系设计
该体系主要包括板、剪力墙和梁三种结构，其他还有层合板、预制墙板、叠层梁等用混凝土组成的预制构件。在实际应用中，应结合实际需要来决定剪力墙是全预制还是半预制。同时应注意结构纵墙、横墙及连接等方面的合理设计。结构纵墙需贴合施工的实际需求，在横墙设计中，应在两侧端部山墙上设置承重墙板，并结合内力计算结果及抗侧力需求来预先布置承重或轻质填充墙板。在结构竖向抗侧力设计的过程中，应保证现浇方式能够将竖向主承力钢筋浆锚与连接带组合在一起，并做好抗震设计与连接设计。构件设计上主要以预制墙板、后浇边缘构件、后浇连接段、叠合楼板等设计为主。连接设计时，应将受力因素对剪力墙结构体系的影响考虑在内，做到合理的连接设计，并保证两个方向的动态特性都能接近平面形式，确保机械的完整和连续性。墙板水平拼缝竖向钢筋一般采用灌浆套筒连接、浆锚搭接连接等方式。所以一般预制墙板水平拼缝的抗剪设计是重点。
2.3防火设计
为了降低或者避免建筑内居住人群的生命安全财产遭受到火灾事故的威胁，在预制装配式钢结构设计时，需要对防火设计予以高度的重视，尽可能地将建筑施工与建筑运行期间可能存在的安全隐患进行彻底的消除。首先，根据相关防火规范进行防火设计，先明确预制装配式钢结构建筑的基本特点，了解其具体的防火要求，然后再针对性地展开设计工作。如果预制装配式钢结构建筑附近存在危险性较高的建筑，例如，特大型库房、大型公共建筑等，那么还需要对防护设计予以最高程度的重视。其次，在建筑泄爆墙中加强石膏板的应用，借助其超强的防火能力来提升建筑结构的安全性。最后，在预制装配式建筑结构的外墙设计中，可以使用DWSteel复合墙板。这是一种全新的复合墙板，不仅具有良好的保温性能与隔热性能，且因为轻质高强的特点，施工人员安装起来也没有任何难度。另外，这种复合墙板的外装饰效果也非常好，无须进行二次外立面装饰。其内墙板的装饰兼容性也非常高，安装完成之后就可以直接进行装饰涂层的施工。而将内外墙板组合在一起就可以形成独立安装单元，直接进行整体吊装。
结束语
装配式钢结构的发展推动了我国建筑工业化的进程，钢结构预制构件节点设计在装配式建筑工程建设的过程中起着非常重要的作用，不仅能有效提高整体结构的刚度和强度，还能有效保障工程项目的施工质量。目前，我国关于装配式钢结构预制构件节点设计的研究不够完善，还需相关专业技术人员推陈出新、不断优化并完善相关规范、图集，以保障我国装配式钢结构工程的质量。
参考文献
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